Chuyên đề xác định Động năng trong phản ứng hạt nhân môn Vật Lý lớp 12 năm 2020

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (477.28 KB, 5 trang )

(1)<div class='page_container' data-page=1>

CHUYÊN ĐỀ XÁC ĐỊNH

ĐỘNG NĂNG NGUYÊN TỬ

TRONG PHẢN ỨNG HẠT NHÂN

1. PHƯƠNG PHÁP GIẢI

Xét một hạt nhân khối lượng m, chuyển động với vận tốc v thì động năng và động lượng của
hạt tương ứng là:

1
2

K mv
P
K

m

=
=

Xét một phản ứng hạt nhân:

1 2 3 4

1 1 2 2 3 3 4 4

A A A A

Z X + Z X →Z X + Z X

Để tìm động năng của mỗi hạt, phương pháp chung như sau:

- Bước 1: Áp dụng định luật bảo toàn điện tích và số khối, viết phương trình phản ứng.
- Bước 2: Áp dụng định luật bảo toàn động lượng với trình tự:

+ Viết biểu thức vecto bảo toàn động lượng

+ Căn cứ vào các thông số về phương chiều chuyển động của mỗi hạt đầu bài cho, biểu diễn
các vecto động lượng lên sơ đồ hình vẽ.

+ Từ hình vẽ, suy ra mối liên hệ hình học giữ các đại lượng, kết hợp hệ thức động năng để rút
ra phương trình liên hệ giữa các động lượng hoặc động năng (1).

- Bước 3: Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng toàn phần, ta được phương trình: K1 + K2 +

(m1 + m2).c2 = K3 + K4 + (m3 + m4).c2(2).

- Bước 4: Kết hợp giải hệ (1),(2) thiết lập ở trên ta được nghiệm của bài toán.

Chú ý: Với những bài chỉ có một ẩn số, ta có thể chỉ cần sử dụng một trong 2 bước trên là đủ
để giải được bài toán.

2. VÍ DỤ MINH HỌA

Ví dụ 1: Mợt nơtơron có đợng năng Kn = 1,1 MeV bắn vào hạt nhân Liti đứng yên gây ra phản

ứng: 1 6 4

</div>
(2)<div class='page_container' data-page=2>

Biết hạt nhân He bay ra vng góc với hạt nhân X. Tìm động năng của hạt nhân X và hạt He,
góc hợp bởi hạt X và nơtơron.

Giải

Bước 1: Phương trình phản ứng:

1 6 4

0n+3Li→ +X 2He

Bước 2: Áp dụng định luật bảo toàn động lượng:

n Li He X

n He X

p p p p

p p p

+ = +

 + = +

Biểu diễn các vecto động lượng như hình vẽ, ta được:

2 2 2

2 2 2 (1)

n He X

n n He He X X

p p p

m K m K m K

= +

 = +

Bước 3: Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng:

2 2

( ) ( )

1,1 0 (1, 00866 6, 00808)931,5
(4, 0016 3, 01600).931,5(2)
n Li n Li He X He X

He X

K K m m c K K m m c

K K

+ + + = + + +

 + + +

= + + +

Bước 4: Từ (1),(2) ta có hệ phương trình:

4 3 1,1 0, 2

3 0, 3 0,1

He X He

He X X

K K K

MeV
K K K

+ = =

 



 + =  =




Tính góc hợp bởi Px, Pn:

Ta có:

. 4, 0016 .0, 2

tan 28, 4

. 3, 01600 .0,1

o
He He He

X X X

P m K u
P m K u

= = = =

Ví dụ 2: Hạt nhân 226

88Ra đứng yên phân rã thành hạt α và hạt nhân X (không kèm theo tia γ).
Biết năng lượng mà phản ứng tỏa ra là 3,6 MeV và khối lượng của các hạt gần bằng số khối
của chúng tính ra đơn vị u. Tính động năng của hạt α và hạt nhân X.

</div>
(3)<div class='page_container' data-page=3>

Bước 1: Phương trình phản ứng:

226 4 222

88Ra→2+ 89Rn

Bước 2: Theo định luật bảo toàn động lượng:

2 2 (1)

X

X X
X

X

p p

m K m K
m

K K
m



 




+ =

 =

Bước 3: Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng:
KRn + mRnc2 = K α + KX + (mHe + mX)c2

Năng lượng tỏa ra trong phản ứng là:

X
X

X

m m
E K K K

m



 

 = + =

Bước 4:

222.3, 6

3, 536
4 222

0, 064
X

X
X

X

m E

K MeV

m m
m

K K MeV

m






= = =

+ +

 = =

3. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM

Câu 1: Hạt α bắn vào hạt nhân Al đứng yên gây ra phản ứng :

27 30

13Al 15P n

+ → +

Phản ứng này thu năng lượng Q = 2,7 MeV. Biết hai hạt sinh ra có cùng vận tớc, tính đợng
năng của hạt α . (coi khối lượng hạt nhân bằng số khối của chúng).

A. 1,3 MeV

B. 13 MeV
C. 3,1 MeV
D. 31 MeV

Câu 2: Dùng hạt α bắn phá hạt nhân nitơ đang đứng yên thì thu được một hạt prôtôn và hạt

</div>
(4)<div class='page_container' data-page=4>

4 14 17 1
2+ 7N→ 8O+1p

Biết khối lượng các hạt trong phản ứng là: mα = 4,0015 u; mN = 13,9992 u; mO = 16,9947 u;

mp = 1,0073 u. Nếu bỏ qua động năng của các hạt sinh ra thì động năng tối thiểu của hạt α là

A. 1,503 MeV.
B. 29,069 MeV.
C. 1,211 MeV.
D. 3,007 Mev.

Câu 3: Dùng một prôtôn có động năng 5,45 MeV bắn vào hạt nhân 9

4Be đang đứng yên. Phản
ứng tạo ra hạt nhân X và hạt α. Hạt α bay ra theo phương vuông góc với phương tới của
prôtôn và có động năng 4 MeV. Khi tính động năng của các hạt, lấy khối lượng các hạt tính
theo đơn vị khới lượng ngun tử bằng số khối của chúng. Năng lượng tỏa ra trong phản ứng
này bằng

A. 3,125 MeV.
B. 4,225 MeV.
C. 1,145 MeV.
D. 2,125 MeV.

Câu 4: Hạt nhân 234

92U là chất phóng xạ α. Biết năng lượng tỏa ra trong mợt phản ứng phóng xạ
khi hạt nhân 234

92U đứng yên là 14,15 MeV. Coi khối lượng hạt nhân tính theo đơn vị u bằng số
khối. Tính động năng của hạt α.

A. 13,7 MeV.
B. 12,9 MeV.
C. 13,9 MeV.
D. 12,7 MeV.

Câu 5: Hạt nhân 238

92U đứng yên phân rã α thành hạt nhân
234

90Th. Coi khới lượng hạt nhân tính
theo đơn vị u bằng số khối. Hỏi động năng của hạt α bằng bao nhiêu % của năng lượng phân
rã?

</div>
(5)<div class='page_container' data-page=5>

Website HOC247 cung cấp một môi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thơng minh, nội
dung bài giảng được biên soạn công phu và giảng dạy bởi những giáo viên nhiều năm kinh nghiệm, giỏi 
về kiến thức chuyên môn lẫn kỹ năng sư phạm đến từ các trường Đại học và các trường chuyên danh
tiếng.

I. Luyện Thi Online

- Luyên thi ĐH, THPT QG: Đội ngũ GV Giỏi, Kinh nghiệm từ các Trường ĐH và THPT danh tiếng

xây dựng các khóa luyện thi THPTQG các mơn: Tốn, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học và
Sinh Học.

- Luyện thi vào lớp 10 chun Tốn: Ơn thi HSG lớp 9 và luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán các

trường PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An và các trường
Chuyên khác cùng TS.Trần Nam Dũng, TS. Phạm Sỹ Nam, TS. Trịnh Thanh Đèo và Thầy Nguyễn Đức
Tấn.

II. Khoá Học Nâng Cao và HSG

- Tốn Nâng Cao THCS: Cung cấp chương trình Tốn Nâng Cao, Toán Chuyên dành cho các em HS

THCS lớp 6, 7, 8, 9 u thích mơn Tốn phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập ở trường và đạt
điểm tốt ở các kỳ thi HSG.

- Bồi dưỡng HSG Tốn: Bồi dưỡng 5 phân mơn Đại Số, Số Học, Giải Tích, Hình Học và Tổ Hợp

dành cho học sinh các khối lớp 10, 11, 12. Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS. Lê Bá Khánh
Trình, TS. Trần Nam Dũng, TS. Phạm Sỹ Nam, TS. Lưu Bá Thắng, Thầy Lê Phúc Lữ, Thầy Võ Quốc 
Bá Cẩn cùng đơi HLV đạt thành tích cao HSG Quốc Gia.

III. Kênh học tập miễn phí

- HOC247 NET: Website hoc miễn phí các bài học theo chương trình SGK từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả

các môn học với nội dung bài giảng chi tiết, sửa bài tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho tư
liệu tham khảo phong phú và cộng đồng hỏi đáp sôi động nhất.

- HOC247 TV: Kênh Youtube cung cấp các Video bài giảng, chuyên đề, ôn tập, sửa bài tập, sửa đề thi

miễn phí từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các mơn Tốn- Lý - Hố, Sinh- Sử - Địa, Ngữ Văn, Tin Học và
Tiếng Anh.

Chuyên đề xác định Động năng trong phản ứng hạt nhân môn Vật Lý lớp 12 năm 2020

<b>CHUYÊN ĐỀ XÁC ĐỊNH </b>

<b>ĐỘNG NĂNG NGUYÊN TỬ </b>

<b>TRONG PHẢN ỨNG HẠT NHÂN </b>

<i>V</i>

<i>ữ</i>

<i>ng vàng n</i>

<i>ề</i>

<i>n t</i>

<i>ảng, Khai sáng tương lai</i>

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về